对比度增强图像增强PPT课件

8. (2)
用含有球的图片减去不含球的图片，构成 17
一张新的图片，试求出新图片的直方图。
直方图调整法
（一）直方图均衡化 Histogram Equalization
直方图:表示数字图像中的每一灰度级与 其出现的频率(该灰度级的像素数目)间 的统计关系,用横坐标表示灰度级, 纵坐 标表示频数(也可用概率表示)。
于成像设备的非线性和图像记录设备动 态范围太窄等因素。都会产生对比度不 足的弊病，使图像中的细节分辨不清。 这时可将灰度范围线性扩展。
设f(x,y)灰度范围为[a,b]，g(x,y)灰度 范围为[c,d],
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线性灰度变换
d g(x,y) b d a c[f(x,y)a]c
c
f(x,y)b af(x,y)b f(x,y)a
5. (1)
试判断哪张磁碟中的图片含有球？
6. 磁碟1： 【0,100,400,700,800,600,500,600,500,400, 400,600,400,100,0,0】
7. 磁碟2： 【0,100,300,700,700,600,500,600,500,400, 400,600,500,200,0,0】
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直方图
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直方图均衡化
直方图均衡化是将原图像的直方图 通过变换函数修正为均匀的直方图， 然后按均衡直方图修正原图像。
图像均衡化处理后，图像的直方图 是平直的，即各灰度级具有相同的出 现频数，那么由于灰度级具有均匀的 概率分布，图像看起来就更清晰了。
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直方图均衡化
首先假定连续灰度级的情况，推
c a
f
(x,
y)
b f (x,y)Mf a f(x,y)b 0 f(x,y)a
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分段线性灰度变换
g(x,y) Mg
d
c
0
a
b
Mf
f(x,y)
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灰度变换法
(三)非线性灰度变换 （1）对数变换 低灰度区扩展，高灰度区压缩。 （2）指数变换 高灰度区扩展，低灰度区压缩。
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对数变换
g(x,y)alnf[(x,y)1] blnc
图像增强
对比度增强 图像平滑 图像锐化 同态滤波 伪彩色与假彩色处理 代数运算 几何运算
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目的：
采用一系列技术去改善图像的视觉效 果，或将图像转换成一种更适合于人或 机器进行分析处理的形式。图像增强并 不以图像保真为准则，而是有选择地突 出某些对人或机器分析有意义的信息， 抑制无用信息，提高图像的使用价值。
a,b,c是按需要可以调整的参数。
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对数变换
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指数变换
g(x,y)bc[f(x,y)a]1
a,b,c是按需要可以调整的参数。
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指数变换
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习题
1. 对于一个大小为64×64的24位彩色图像， 无压缩时所需的存储空间是多少。
2. 令原图像f(x,y)的灰度范围为[50,80],线性变 换后图像g(x,y)的范围为[20，180]，写出f 与g之间存在的变换公式。
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方法：
空间域处理
全局运算：在整个图像空间域进行。 局部运算：在与像素有关的空间域进行。 点运算：对图像作逐点运算。
频域处理
在图像的Fourier变换域上进行处理。
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对比度增强
要点：
灰度变换法 线性变换 对数变换 指数变换
直方图调整法 直方图均衡化 直方图匹配
4来自百度文库
灰度变换法
(一)线性灰度变换 当图像成像时曝光不足或过度, 或由
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线性灰度变换
g(x,y) d
c
0
a
b
f(x,y)
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灰度变换法
(二)分段线性灰度变换 将感兴趣的灰度范围线性扩展，相对
抑制不感兴趣的灰度区域。 设f(x,y)灰度范围为[0,Mf]，g(x,y)灰度
范围为[0,Mg],
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分段线性灰度变换
Mg Mf
d [
b
f
(x,
y)b]d
g(x, y) bdac[f (x, y)a]c
（1）在0≤r≤1中，T(r)是单调递增函数， 且0≤T(r)≤1； （2）反变换r=T-1(s),T-1(s)也为单调递增函 数，0≤s≤1。
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直方图均衡化变换公式推导图示
sj+s sj
rj rj+r
直方图均衡化
考虑到灰度变换不影响像素的 位置分布，也不会增减像素数目。 所以有
r
s
s
0p (r )d r 0p (s )d s 0 1 d s T (r )
(22)
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例
例：设图像有64*64=4096个像素，有8个灰度级，灰
度分布如表所示。进行直方图均衡化。
rk
nk p(rk)
r0=0 790 0.19
r1=1/7 1023 0.25
r2=2/7 850 0.21
r3=3/7 656 0.16
r4=4/7 329 0.08
r5=5/7 245 0.06
r6=6/7 122 0.03
r7=1 81 0.02
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例 步骤：
rk
nk p(rk)
r0=0 790 0.19
r1=1/7 1023 0.25
r2=2/7 850 0.21
r3=3/7 656 0.16
r4=4/7 329 0.08
r5=5/7 245 0.06
r
T(r)0p(r)dr (21)
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直方图均衡化
算例
应用到离散灰度级，设一幅图像的
像素总数为n，分L个灰度级。
nk: 第k个灰度级出现的频数。 第k个灰度级出现的概率 P(rk)=nk/n 其中0≤rk≤1，k=0,1,2,...,L-1
形式为：
skT(rk)j k0p(rj)j k0n nj
3. 试给出将灰度范围(0, 10)拉伸为(0, 15)，灰 度范围(10, 20)移到(15, 25)，及灰度范围 (20, 30)压缩为(25, 30)的变换方程。
4. 简述实现8位位图的反色变换方法，并编程 实现。
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习题
4. 假设有2张磁碟，每张都含有撞球桌的4位数字图像 （白色为15）。两张图片都是在同一位置拍摄得到， 其中一张摄于比赛结束前，含有获胜的一击（击落 最后3个白球为胜），另一张摄于桌面清空后的瞬 间。每张都含有本磁碟中图片的直方图。
导直方图均衡化变换公式，令r代 表灰度级，P ( r ) 为概率密度函数。
r值已归一化，最大灰度值为1。
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连续灰度的直方图非均匀分布
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连续灰度的直方图均匀分布
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直方图均衡化目标
直方图均衡化
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直方图均衡化
要找到一种变换 S=T ( r ) 使直方图变平直，
为使变换后的灰度仍保持从黑到白的单一变 化顺序，且变换范围与原先一致，以避免整 体变亮或变暗。必须规定：